遺傳變異和進化

遺傳變異和進化一、直擊考點[知識點]DNA是主要的遺傳物質DNA是主要的遺傳物質//DNA的分子結構和複製//基因的概念//原核細胞和真核細胞的基因結構//基因控制蛋白質的合成//基因對性狀的控制//人類基因組研究。基因工程簡介基因操作的工具//基因操作的基本步驟//基因工程的成果與發展前景。遺傳的基本規律基因的分離定律//基因的自由組合定律。性別決定與伴性遺傳性別決定（XY型）、伴性遺傳細胞質遺傳細胞質遺傳的特點//細胞質遺傳的物質基礎（細胞質遺傳在實踐應用不作要求）。生物的變異基因突變//基因重組//染色體結構和數目的變異。人類遺傳病與優生人類遺傳病//遺傳病對人類的危害//優生的概念和措施進化自然選擇學說的主要內容//現代生物進化理論簡介[高考熱點]在本專題的考點中，驗證DNA是遺傳物質的思路與方法、DNA的提取和鑒定原理、遺傳基本規律的實質及實踐運用。常見遺傳圖解的書寫、計算及實驗設計與分析、基因突變、基因重組和染色體變異的概念，以及各種育種方式的方法、原理及流程設計等知識是高考中的熱點而且所佔分值很高，有逐年增加的趨勢。二、本專題命題方向和應試策略Ⅰ.關於性狀遺傳的探究實驗仍被看好高考試題的創新設計正朝著開發性、能力型目標邁進，就本專題的知識特點看，直接考查來源於課本的純驗證性實驗考查的越來越少，而源於教材高於教材具有材料背景的新情境探究性實驗題已逐漸演變為主流題型，如關於牛有角無角的顯隱關係的判斷、果蠅體色遺傳德判斷等。但是，情境新，理不新，考查點，還是課本上介紹的原理和規律。所以，考生在學習本部分知識時，絕對不能陷入僅僅對遺傳機率的計算中，而應掌握遺傳實驗的理念：怎樣判斷某基因是核遺傳還是質遺傳、怎樣判斷某基因是在常染色體上還是在性染色體上、怎樣確定一對相對性狀的顯隱關係等。Ⅱ.從分子水平考查遺傳現象的命題將受重視值得對於分子水平解釋遺傳和變異的現象將會在07年高考中有所體現，例如：DNA分子的結構、複製、基因對生物性狀的控制過程以及真、原核生物基因的表達；從減數分裂的角度解釋生物的變異和遺傳等。Ⅲ.相關材料分析題會在高考中出現本專題所涉及的生物學領域近些年發展很快，例如關於生物進化的證據、關於實驗室生物進化的速度，關於人類基因組計劃、基因工程等等。高考中，這些新發現、新成果無疑是考查學生獲取信息的能力的好材料。但是，考查的知識仍會是課本設計的基本概念、原理、過程和方法，同時，也不能忽視材料中所給出新結論，這些新內容也許是對課本知識的補充或者完善。考生在複習時，應該明確，科學知識是可以變化的；並盡量廣泛聯繫課本內的其他章節，嘗試用遺傳的角度去解決其他的生命現象。【考點透視】一、網路構建[相對性狀概念圖]包括磷酸脫氧核糖含氮鹼基核糖脫氧核苷酸核糖核苷酸內含子外顯子編碼區非編碼區mRNA蛋白質基因DNA染色體染色體組細胞核遺傳相對性狀顯性性狀隱性性狀顯性基因隱性基因等位基因線粒體葉綠體細胞質遺傳包括被控制組成屬於包括包括包括被控制組成基本單位基本單位包括水解產物水解產物水解產物基本單位轉錄翻譯組成組成主要載體組成參與存在於存在於參與參與調控二、複習重點[細胞核遺傳與細胞質遺傳的比較]遺傳物質的載體遺傳規律正、反交結果性狀分離及分離比細胞核遺傳染色體三大遺傳定律相同有，有一定分離比細胞質遺傳葉綠體、線粒體母系遺傳不同有，無一定分離比[DNA複製、轉錄和翻譯]項目傳遞遺傳信息表達遺傳信息複製轉錄翻譯時間細胞分裂間期蛋白質的合成過程，持續整個生命活動場所主要在細胞核主要在細胞核細胞質的核糖體模板DNA的兩條鏈DNA某一條鏈信使RNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸原則A-T；T-A；G-C；C-GA-U；T-A；G-C；C-GA-U；U-A；C-G ；G-C條件酶、ATP酶、ATP酶、ATP、轉運RNA特點半保留複製、邊解旋邊複製DNA邊解旋，邊轉錄；遵循鹼基互補配對原則一個連續結合多個核糖體；遵循鹼基互補配對原則產物兩個子代DNA分子信使RNA具有特定氨基酸順序的多肽（蛋白質）信息傳遞DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質意義傳遞遺傳信息將遺傳信息由細胞核帶到細胞質；信使RNA上密碼子的數量、種類、順序決定蛋白質中氨基酸的數量、種類和順序將遺傳信息反映到蛋白質分子結構上，使後代重現親代性狀[基因重組、基因突變和染色體變異]基因重組基因突變染色體數量變異（整倍性）多倍體單倍體發生時期減數第一次分裂細胞分裂間期可能性最大細胞分裂期某些生物進行單性生殖時產生機理非同源染色體上非等位基因的自由組合；交叉互換DNA上發生鹼基對的增添、缺失、改變，從而引起DNA鹼基序列即遺傳信息的改變由於細胞分裂受阻，體細胞中染色體組成倍的增加直接由生物的配子，如未受精卵細胞、花粉粒發育而來，使染色體組數成倍減少是否有新基因產生沒有產生新基因，但產生了新的基因組合類型產生了新基因沒有產生新基因，但增加了某一基因的數量沒有產生新基因在生物進化中地位對生物進化有一定意義生物變異的主要來源，提供生物進化的原始材料對生物進化有一定意義對生物進化的意義不大實踐應用雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種[人類遺傳病的種類]遺傳病種類病 因類 型舉 例單基因遺傳病一對基因控制顯性或隱性基因並指、苯丙酮尿症多基因遺傳病多對基因控制唇裂、原發性高血壓染色體異常病染色體變異常染色體或性染色體21三體綜合症、特納氏綜合性真核細胞和原核細胞的基因結構的比較原核基因真核基因非編碼區組成、作用調控序列，調控遺傳信息的表達調控序列，調控遺傳信息的表達編碼區組成、作用編碼區是連續的，無外顯子和內含子之分，編碼蛋白質編碼區是不連續的，分為能編碼蛋白質的外顯子和不能編碼蛋白質的內含子轉錄產物成熟的RNA初級轉錄產物，加工後成為成熟的RNA結構相同點均有編碼區和起調控作用的非編碼區基因作用儲存、傳遞和表達遺傳信息，可發生突變，決定生物性狀[育種問題]名稱原理方法優點缺點應用雜交育種基因重組雜交→自交→篩選出符合要求的表型，通過自交至不再發生性狀分離為止。使分散在同一物種不同品種間的多個優良性狀集中於同一個體上，即「集優」。(1)育種時間長；(2)局限於同種或親緣關係較近的個體用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥誘變育種基因突變(1)物理：紫外線、射線、激光等；(2)化學：秋水仙素、硫酸二乙酯等。提高變異頻率；加快育種進程；大幅度改良性狀。有利變異少，工作量大，需大量的供試材料。高產青黴素菌株單倍體育種染色體變異二倍體 單倍體 純合體大大縮短育種年限；子代均為純合體。技術複雜用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥多倍體育種染色體變異用一定濃度秋水仙素處理萌發的種子或幼苗植株莖稈粗壯，果實、種子都比較大，營養物質含量提高。技術複雜；發育延遲，結實率低，一般只適合於植物三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥轉基因育種異源DNA重組提取目的基因→與運載體結合→導入受體細胞→目的基因的檢測與表達→篩選出符合要求的新品種目的性強；育種周期短；克服遠緣雜交不親和的障礙技術複雜；生態安全問題多轉基因抗蟲棉細胞工程育種植物體細胞雜交細胞膜的流動性；植細胞的全能性去細胞壁→誘導融合→植物組織培養獲得植株克服遠緣雜交不親和的障礙；大大擴展了用於親本雜交組合的範圍技術複雜可育性，如「白菜-甘藍」的培育動物體細胞克隆細胞核的全能性；細胞增殖核移植、胚胎移植克服遠緣雜交不親和的障礙；可用於繁育優良動物、瀕危動物。技術複雜克隆羊「多莉」動物細胞隔合細胞增殖細胞隔合、細胞培養克服遠緣雜交不親和的障礙。技術複雜單克隆抗體的製備[現代生物進化理論]種群是生物進化的單位⑴一個種群所含有的全部基因，稱為種群的基因庫。基因庫代代相傳，得到保持和發展⑵種群中每個個體所含有的基因，只有基因庫中的一個組成部分⑶不同的基因在基因庫中的基因頻率是不同的⑷生物進化的實質是種群基因頻率發生變化的過程突變和基因重組是產生進化的原材料⑴可遺傳的變異是生物進化的原材料⑵可遺傳的變異包括基因突變、染色體變異和基因重組⑶突變的有害或有利取決於生物生存的環境⑷有性生殖過程中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型⑸變異的不定向性，確定了突變和基因重組是產生進化的原材料自然選擇決定生物進化方向⑴種群中產生的變異是不定向的⑵自然選擇淘汰不利變異，保留有利變異⑶自然選擇使種群基因頻率發生定向改變，即導致生物朝一個方向緩慢進化。隔離導致物種形成⑴物種：分布在一定自然區域，具有一定形態結構和生理功能，而且在自然狀態下能相互交配、繁殖產生可育後代的一群生物個體⑵隔離：將一個種群分成若干個小種群，使彼此間不能交配，從而形成新的物種。⑶物種形式：同一個物種間產生變異和基因重組，經過長期的自然選擇，使種群基因頻率發生定向改變，再經過隔離作用產生新的物種。三、可能出現的考點本專題在高中生物中所佔的內容比例很大，涉及的生物學知識既是重點也是難點。在高考生物剛剛恢復的兩三年內，本專題的考查量較少，但近幾年，命題率明顯增加，而且試題難度也較大，在2007年的高考中，以下內容很可能會出現：1．驗證DNA是遺傳物質的思路、方法及在實驗設計題目中的開拓作用。2．DNA分子的結構、複製、基因對生物性狀的控制過程以及結合真、原核生物基因結構，弄清ＤＮＡ、ｍＲＮＡ、氨基酸之間的關係與計算。3．基因的選擇性表達與細胞分化及個體發育的關係。4．基因多樣性、蛋白質多樣性與生物多樣性的關係。5．科學探究方法在遺傳規律發現中的應用。6．從減數分裂角度分析遺傳規律和變異的類型。7．單基因遺傳病圖譜分析及遺傳方式的判斷、常見人類遺傳病的遺傳圖解的書寫、分析及概率計算。8．各種育種方式的原理、方法及流程設計。9．細胞核遺傳與細胞質遺傳的區別與聯繫及其在生產實踐中的應用。10．遺傳實驗的設計與探究：純合子、雜合子的鑒定，育種實驗，DNA半保留複製特點的探究。11．基因工程操作工具、流程及在社會生產、生活、科技中的應用。12．基因診斷、基因治療與優生優育。13．自然選擇學說與現代生物進化理論的區別和聯繫。
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